MRI在儿童脊柱结核诊断中的应用

姚晓龙 李白艳



MRI在儿童脊柱结核诊断中的应用

姚晓龙 李白艳

脊柱结核已成为影响儿童健康生长的重要威胁，通过综合分析儿童脊柱结核的发病特点、脊柱结核的分型及临床表现，将MRI检查在儿童脊柱结核诊断中的应用做一综述，为临床选择最佳的影像学诊断方法提供参考。

结核,脊柱/诊断; 磁共振成像; 早期诊断; 儿童

由于结核分枝杆菌耐药菌株的增多及免疫缺陷疾病[AIDS和PIDs(原发性免疫缺陷病)等]的增加，儿童脊柱结核的发病率逐年升高，约占骨关节结核的50%。脊柱结核发病部位以腰椎最多，胸椎次之，颈椎较少见。约90%的脊柱结核病变均在椎体，单纯的附件结核比较少见[1]。脊柱结核产生的脓肿或干酪样物质、结核活动期的炎性肉芽肿或晚期形成的脊柱后凸畸形均可能压迫脊髓而引起截瘫，因此对其早期诊断和治疗非常重要[2]。儿童正处于生长发育的关键时期，其健康状态已引起家长及社会的广泛重视。针对MRI无辐射损伤这一绝对优势，MRI检查已成为早期诊断儿童脊柱结核的不二选择。笔者综合近几年国内外相关报道，将MRI对儿童脊柱结核的诊断价值作如下综述。

儿童脊柱结核的发病特点

由于儿童正处于生长发育期，其脊柱的解剖特点与成人有所不同，因而儿童脊柱结核发病特点有以下几个方面：(1)儿童脊柱结核不论中心型还是边缘型，都较成人更容易在不同节段之间传播；(2)脊柱结核形成的冷脓肿很容易在椎前筋膜及骨膜下的潜在腔隙内扩散，累及的脊柱节段数常比成人多；(3)儿童的椎体前后端生长不均衡，发病时椎体前端高度丢失易致后凸畸形；(4)儿童椎管内硬膜外间隙及营养脊髓的血管管径比成人窄，故儿童脊柱结核患者神经功能障碍比成人更常见[3-5]。正是由于上述特点，儿童作为脊柱结核的高危人群，对其早期诊断更加刻不容缓。

脊柱结核的分型及临床表现

脊柱结核大多由血行播散感染而产生，结核病灶大多在椎体，且多在其前方发生；而开始累及棘突、横突、椎板等附件者甚少见。

一、病理分型

1.中心型：多见于儿童，由于椎体血供主要来自于椎后动脉，而病灶常位于椎体中心，因此病变容易向上下双向扩散，椎体塌陷后造成脊柱后凸畸形或者侧弯畸形。

2.边缘型：又称成人型或骨骺型，发生于成人或年龄较大的儿童；病变起于椎体上缘或下缘的骨骺，常迅速破坏椎间软组织，使椎间隙狭窄或消失，上下椎体融合。

3.骨膜下型：也多发生于成人，位于椎前韧带下，常扩散累及上下邻近椎体。

4.附件结核：如发生在横突、椎板、椎弓根或棘突的结核，较罕见。

随着影像学技术，尤其是MRI技术的发展，现有的分型不足以概括所有的脊柱结核病变。贾文霄等[6]曾最早在原有分型的基础上提出“椎管内型”，其包括的病变有脊髓结核、硬膜下脓肿、结核性脊膜炎等。

二、临床表现

脊柱结核最基本的也是最早的阳性体征就是腰背僵。早期以局部疼痛、脊柱运动障碍为主要症状；后期可有冷脓肿或窦道形成；在椎体明显破坏时，由于承受体质量可致脊柱后凸畸形(驼背)；累及椎孔时可出现脊髓受累现象，严重影响患者的生活质量[7-8]。

MRI对儿童脊柱结核的诊断价值

目前，在国内外临床中，X线摄片是脊柱结核主要的常规检查方法，CT则在椎弓及骨破坏的显示方面具有较强的优势；与前两者相比，MRI不仅可以清晰地显示病变全貌及病变部位的组织结构，而且可非常敏感地反映组织内水、蛋白质及脂肪含量的变化，具有反映早期脊柱结核的轻微软组织肿胀、早期椎间盘炎、椎体炎性水肿、椎管内硬膜外小脓肿等病理改变的能力[9]。基于这些特点，有文献报道，MRI可较传统X线和CT提前4～6个月发现病变[10]。

MRI在儿童脊柱结核的诊断中的优势更为明显，可概括为以下几个方面：(1)可以清晰地显示出患儿椎体、椎间盘的早期轻微破坏现象，有利于及时制定科学的治疗方案；(2)对于经X线摄片确诊的脊柱结核患儿而言，应用MRI检查有利于进一步优化治疗方案，以减少治疗的失败率；(3)应用MRI进行检查，可以明确诊断脊柱结核患者中较为少见的“椎管内型”结核，对于患者的临床治疗与预后具有积极的影响；(4)MRI还可以协助脊柱结核患者治疗后的疗效观察与判定[11-12]。(5)与X线平片及CT检查比较，MRI无辐射损伤，减轻了家长的顾虑，增加了患儿对MRI检查的依从性。

一、常规诊断脊柱结核的MRI技术参数

颈椎采用头颈联合线圈，胸腰椎采用脊椎表面线圈。快速自旋回波(fast spin-echo，FSE)序列T1WI[重复时间/回波时间(TR/TE)=(300～500) ms/(10～30) ms]，T2WI[(TR/TE)=(2800～3200) ms/(100～130) ms][3,7]，脂肪抑制T2WI[(TR/TE)=2800 ms/110 ms]，激励次数为2次；常规进行冠状面、轴面和矢状面扫描，层厚5.0 mm，层间距0.5 mm；扫描范围按部位扫描，颈椎自颅底至第2胸椎水平，胸椎自第7颈椎至第1腰椎水平；腰椎和骶椎自第12胸椎至尾椎水平。

二、脊柱结核的MRI表现

1.发生于椎体的结核，常导致椎体的骨质破坏和骨髓水肿。骨质破坏在T1WI上呈低信号，T2WI上常呈不均匀的高信号，骨小梁存在炎性水肿则表现为不均匀信号[13]。附件结核较少见且轻微，如椎弓根受累，主要发生在根部，多为炎性水肿累及所致。椎体骨质破坏严重时可导致椎体的压缩性骨折，甚至崩解碎裂，亦可致脊柱畸形。

2.椎间盘改变是脊柱结核常见的诊断特征。椎间盘改变包括椎间盘的破坏和椎间隙变窄或消失。受累椎间盘在T1WI上多呈低信号，在T2WI上常呈不均匀高信号。脊柱结核早期，病变椎间盘形态及信号可正常。

3.椎体周围冷脓肿形成是脊柱结核诊断的重要依据。脓肿常呈梭形，其大小、范围不一，常超过病变椎体，上下跨越一个或多个椎间隙，呈“拱桥征”[14]，脓肿在T1WI上多呈低信号，T2WI上呈高信号。增强扫描后，脓肿壁呈不均匀的条带状或环形强化。

4.脊髓的受累见于椎管内型， MRI可清楚显示神经压迫受损的情况[15]。椎管内硬膜外脓肿均在受累椎体水平，表现为梭形的长T2信号，边缘常有纤维肉芽组织包绕,增强后呈明显强化，显示出清楚的边界。

三、目前常用于脊柱结核诊断的MRI序列

随着影像学技术的发展，许多先进的影像学成像方法被应用到脊柱结核的早期诊断和评价中来。目前，脊柱磁共振常规检查成像序列已经被标准化，检查时一般包括用于观察解剖结构改变的T1WI序列,用于观察骨髓水肿的T2WI及短时间反转恢复(short time inversion recovery,STIR)序列，还有用于观察组织炎症的增强 T1WI 压脂序列。MRI多序列的应用不仅可以早期确诊提高脊柱结核的检出率，还可以降低误诊率，使患者早期得到有效的治疗[16]。

1．弥散加权成像(diffusion weighted imaging, DWI)：DWI是一种对水分子扩散运动敏感的成像技术，利用MRI的特殊序列，观察活体组织中水分子微观扩散运动的一种成像方法。扩散快慢可用表观扩散系数(ADC)图和DWI图两种方式表示，能够提供定性和定量的功能信息。目前DWI已成功应用于神经系统病变的诊断及疗效评估，但在体部疾病的应用尚不够完善。有研究指出，采用DWI时通过不同扩散敏感系数(b值)的选择，脊柱结核可与坏死囊变的肿瘤、化脓性脊柱炎及转移瘤加以鉴别。有学者通过对比研究，发现DWI的弥散像与压脂像上病变部位都呈高信号；但DWI于分子水平显示病变，可反映疾病大体及显微结构的变化，更能显示病变的范围、形态，反映出不同疾病影像表现特点，提高疾病检出率及诊断准确率[16]。

2. 磁共振动态增强扫描成像技术：目前，动态MRI评价组织微血管生成及其通透性的检查技术包括基于T1WI的定量动态增强MRI(dynamic contrast-enhanced MRI, DCE-MRI)技术和基于T2或T2*WI的动态磁敏感对比增强MRI(dynamic susceptibility contrast-enhanced MRI，DSC-MRI)技术。DCE-MRI对血管外细胞外间隙内的对比剂敏感，主要反映组织灌注、通透性及EES的大小，适合通透性成像；DSC-MRI主要对血管内对比剂敏感，反映组织的血流量和血管容量，适合灌注成像。目前DCE-MRI定量分析已成为国内外研究的热点，并且在骨肌系统中广泛应用，包括鉴别良恶性病变、评估骨肿瘤的侵袭性、临床分期与治疗效果的评价。近年来也有报道将DCE-MRI应用于骨质疏松骨髓灌注的研究中[17]。儿童脊柱结核早期可出现骨量减低的表现，可与老年骨质疏松加以区分，目前国内外鲜有研究报道DCE-MRI应用于儿童脊柱结核早期诊断，此或将成为未来的一个研究方向。

3. 软骨成像：MRI软骨成像常用的序列有T2*及T2mapping序列，原理均是通过测量组织中每个体素的横向弛豫时间(T2值)，可以反映椎间盘内蛋白质、水、胶原蛋白及其他溶质的分子含量和生化环境。T2*序列成像的对比度更加清晰，扫描时间较T2mapping明显缩短、信噪比也较高，临床推广优于T2mapping成像，多用于关节软骨退变及外伤性损伤的研究[18]。目前尚未发现有关脊柱结核软骨成像的研究，但针对边缘型脊柱结核早期迅速破坏椎间软组织的特点，对于临床高度怀疑脊柱结核但常规MRI序列检查阴性的患者，补加软骨成像或许对临床有新的指导意义，值得进一步研究。

四、鉴别诊断

如上所述，儿童脊柱结核的表现多具有一定特征性，但是，当其影像学表现不典型时[19]，则要与其他脊柱疾病相鉴别，如布氏杆菌病性脊柱炎、脊柱肿瘤及化脓性脊柱炎。

1. 布氏杆菌病性脊柱炎：在影像学上极易与脊柱结核混淆，诊断需结合临床及实验室检查。临床症状多为发热(多为波状热，此可与结核的午后低热、盗汗鉴别)、多汗，腰背部疼痛较明显[20]，病变多侵犯腰椎及腰骶椎，以椎体破坏及硬化为主，破坏多局限于椎体边缘，周围可见硬化边，其内可见新的破坏灶，一般无死骨形成，椎旁脓肿量稀而少。

2. 脊柱肿瘤：病变无跳跃性，多侵犯单个椎体。常见的有血管瘤、巨细胞瘤及恶性脊索瘤等。当脊柱结核表现为单个椎体或几个不连续的椎体受累时，容易误诊为肿瘤性病变。但是多数肿瘤性病变有特征性的表现[21]，如血管瘤CT扫描断面呈“小点状”，增强后呈不同程度强化；巨细胞瘤表现为膨胀性骨质破坏；脊索瘤好发部位在脊柱两旁，常伴椎旁及椎管内病变。

3. 化脓性脊柱炎：发病急，多伴有寒战高热。急性期表现为椎旁软组织肿胀，常合并脓肿形成，但是范围比脊柱结核小；骨质破坏区周围无死骨形成。脊柱结核椎间盘受累往往在较晚期出现。研究表明，碎骨片型骨质破坏，特别是伴有结核性冷脓肿形成是脊柱结核的特征性表现；如果表现为环绕椎体的长梭形脓肿或者流注性脓肿更有助于脊柱结核的诊断[22]。

小 结

与X线摄影及CT检查比较，X线摄片使用经济、操作简单，但是其密度分辨率不高，对早期微小病变的显示会有一定的局限性，且缺乏敏感性。CT检查虽然可以弥补X线摄片密度分辨率低及组织重叠显示的缺点，但是对早期的骨髓水肿及椎体骨炎缺乏敏感性，同样面临着无法达到早期诊断疾病的要求[23]。MRI检查对腰椎结核的早期诊断比其他任何影像学检查更为敏感，但是其在显示死骨与钙化方面敏感度稍低，而且检查费用较高也是制约MRI应用于儿童脊柱结核检查的一个重要因素。

综合近年来的文献报道，MRI技术对儿童脊柱结核早期诊断的价值日益受到关注[24]。随着现代医学技术研究的不断深入，新的MRI技术被开发应用，在常规序列的基础上加做适当的敏感序列，必定为临床诊断及治疗提供有力帮助。早期诊断儿童脊柱结核，使患儿尽早得到有效的治疗及护理，是医务工作者和家长的共同心愿[25]。但是，病变的多样化是脊柱结核的特点之一，不管是根据临床表现还是影像学检查都不能绝对地将结核、肿瘤和其他炎症三者区分开来，必要时应行穿刺或手术切开活检加以确诊。

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(本文编辑：范永德)

The application of MRI in the diagnosis of spinal tuberculosis in children

YAOXiao-long,LIBai-yan.

DepartmentoftheFirstAffiliatedHospitalofXinjiangMedicalUniversityImageCenter,Urumchi830011,China

Correspondingauthor:LIBai-yan,Email:BYL318@163.com

Spinal tuberculosis has become an important threat to affect children’s healthy growth. We analyzed the onset characteristics, classification and clinical manifestations of spinal tuberculosis, and reviewed the application of MRI in the diagnosis of the spinal tuberculosis in children patients, in order to provide a rational imaging diagnostic technique for diagnosis.

Tuberculosis, spinal/diagnosis; Magnetic resonance imaging; Early diagnosis; Child

10.3969/j.issn.1000-6621.2015.10.012

新疆维吾尔自治区自然科学基金(2013211A084)

830054 乌鲁木齐，新疆医科大学第一附属医院影像中心放射科

李白艳，Email：BYL 318@163.com

2015-06-01)